Пробоотборное устройство (варианты) Советский патент 1981 года по МПК G01N1/22 

(54) ПРОБООТБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к устройствам отбора и подготовки пробы, а именно к устройствам отбора и преобразования потока газовой смеси, транспортируемой в газоанализатор из газохода, и может быть использовано для контроля аммиака, сернистого ангидрида, окислов азота и других газов в выбросах и технологических линиях при давлении в газоходе, не превышающем атмосферное, в первом варианте и при давлении, превышающем атмосферное, во втором варианте.

Известно газозаборное устройство, содержащее фильтр, соединенный с побудителем расхода. Очищенная фильтром от механических примесей газовая смесь транспортируется побудителем расхода в газоанализатор 1.

При транспортировании пробы от газозаборного устройства до газоанализатора температура пробы снижается от нескольких сотен градусов до температуры не выше + 50°С, при которой возможна работа большинства газоанализаторов. Охлаждение пробы сопровождается конденсацией содержащейся в ней влаги и растворением определяемого компонента в конденсате.

Известно устройство отбора и преобразования пробы, содержащее фильтр, побудитель расхода, выходной патрубок пробы и обогреваемую линию, на выходе которой установлен конденсатор влаги.

Температура пробы в обогреваемой линии поддерживается выше температуры точки росы, поэтому конденсации влаги в обогреваемой линии не происходит. В конденсаторе происходит быстрое охлаждение пробы, конденсация влаги и осуществляется отвод конденсата.

10

За счет уменьшения времени контактирования определяемого компонента с конденсатом уменьшены потери определяемого компонента, и, соответственно, улучшена представительность пробы 2.

Однако аммиак, сернистый ангидрид и

15 окислы азота, контроль которых в выбросах в связи с их высокой токсичностью представляет собой особую важность, очень хорошо растворяются в воде. Несмотря на уменьшение времени контактирования газов 20 с конденсатом, растворение аммиака, сернистого ангидрида и окислов азота значительно и направляемая в газоанализатор проба теряет часть определяемого компонента. Представительность пробы ухудшается, в связи с чем последующий аналитический контроль обладает большой погрешностью.

На поддержание в обогреваемой линии, длина которой может составлять десятки и сотни метров, температуры больше 100°С, необходимой для предотврашения конденсации влаги, тратится большая мощность, в связи с чем известное устройство имеет большое энергопотребление на нагрев линии, по которой проба транспортируется к газоанализатору.

Таким образом, недостатками устройства являются низкая представительность пробы и большое энергопотребление при транспортировании пробы.

Цель изобретения - улучшение представительности пробы и уменьшение энергопотребления при транспортировании пробы.

Указанная цель достигается тем, что пробоотборное устройство, содержащее побудитель расхода, фильтр, выходной патрубок пробы, снабжено термостатированным корпусом с расположенными в нем теплообменником и диффузионным разбавителем, снабженным мембраной, которая делит его внутренний объем на две камеры, одна из которых соединена с фильтром и побудителем расхода, а вторая - с выходным патрубком пробы и с теплообменником.

Устройство снабжено термостатированным корпусом с расположенными в нем регулятором давления, теплообменником и диффузионным разбавителем, снабженным мембраной, которая делит его внутренний объем на две камеры, одна из которых соединена с регулятором давления, а вторая - с выходным патрубком пробы и теплообменником.

На фиг. 1 изображено схематично пробоотборное устройство, обш.ий вил (первый вариант); на фиг. 2 - то же, второй вариант.

Пробоотборное устройство содержит фильтр 1, находящийся в тепловом контакте с газоходом 2, термостатированный корпус 3, в котором расположен теплообменник 4 и диффузионный разбавитель 5. Внутренний объем диффузионного разбавителя 5 разделен полимерной мембраной 6 на камеры 7 и 8. Камера 7 соединена через теплообменник с входом 9 осушенного газа-носителя и с выходом 10 пробы.

В первом варианте камера 8 соединена с фильтром 1 и побудителем 11,расхода, во втором варианте вход 9 камеры соединен с регулятором 12 давления.

Пробоотборное устройство работает следующим образом.

В первом варианте поток газа из газохода 2 просасывается побудителем 11 расхода через фильтр 1 и камеру 8 диффузионного разбавителя 5. Во втором варианте (фиг. 2) поток газовой смеси из газохода 2 под избыточным давлением проходит через

фильтр 1 и регулятор 12 давления, камеру 8 диффузионного разбавителя 5.

В первом и втором вариантах в корпусе 3 устанавливается температура термостатирования в диапазоне от + 100 до + 200°С, которая превышает температуру точки росы, но ниже предельной рабочей температуры полимерной мембраны 6. Из входа 9 проходит осушенный газ-носитель, температура которого в теплообменнике 4 повышается

до температуры термостатирования. Газноситель проходит камеру 7, в которой он смешивается с продиффундировавшим через мембрану 6 из камеры 8 определяемым компонентом, и направляется к выходу 10 пробы. Через мембрану 6 из камеры 8 в камеру 7

диффундирует незначительное количество водяного пара, который разбавляется большим количеством осушенного газа-носителя. Концентрация водяного пара в пробе, направляемой из выхода 10 к газоанализатору

по длинной линии, настолько мала, что охлаждение пробы до температуры окружаюшей среды не приводит к конденсации влаги и, следовательно, не вызывает потерю определяемого компонента в линии, идущей от выхода 10 к газоанализатору. Тепловой контакт термостатированного корпуса 3 с газоходом 2 исключает охлаждение поступающей из газохода 2 в диффузионный разбавитель 5 газовой смеси ниже температуры точки росы. В результате не происходит

конденсация влаги и потеря определяемого компонента.

Благодаря наличию теплообменника 4, подогревающего газ-носитель до температуры термостатирования, не происходит местного охлаждения диффузионного разбавителя 5, что исключает конденсацию влаги в диффузионном разбавителе 5 и потерю определяемого компонента.

Предлагаемое устройство не нуждается в обогреве длинной линии, идущей от пробоотборного устройства до газоанализатора, что уменьшает энергопотребление.

В качестве газа-носителя на химических предприятиях может быть использован, например, воздух, предназначенный для контрольно-измерительных приборов и автоматики. Этот воздух на химических предприятиях осушается вымораживанием при - 50°С. Таким образом, устройство за счет исключения растворения определяемого компонента в конденсате, а также исключения обогрева линии, связывающей устройство

с газоанализатором, имеет улучшенную представительность пробы и уменьшенное энергопотребление.

Формула изобретения

1. Пробоотборное устройство, содержащее побудитель расхода, фильтр, выходной патрубок пробы, отличающееся тем, что,